[发明专利]负极极片、电芯、锂离子电池、电子产品及电动车辆

说明书

本发明公开了一种负极极片、电芯、锂离子电池、电子产品及电动车辆，负极极片包括负极集流体；负极活性物质层，设置于负极集流体，负极活性物质层中的负极活性物质包含硅基材料；无粘结剂的无机介电层，设置于负极活性物质层的远离负极集流体的一侧，无机介电层包括无机介电材料，无机介电层至少包括设置于负极活性物质层的表面的主体部，主体部具有沿自身厚度方向贯通设置的通道；锂金属层，设置于无机介电层的远离负极活性物质层的表面，其中，每2cm×2cm单位面积的负极极片中，所述锂金属层与所述无机介电层的重量比为2:1～200:1。采用本发明提供的负极极片，能够使锂离子电池同时兼顾较高的容量性能、安全性能及循环寿命。

本申请是基于申请号为201910471965.1，申请日为2019年05月31日、申请人为宁德时代新能源科技股份有限公司、发明名称为“负极极片、电芯及锂离子电池”的发明提出的分案申请。

技术领域

本发明属于储能装置技术领域，尤其涉及一种负极极片、电芯、锂离子电池、电子产品及电动车辆。

背景技术

锂离子电池作为一种二次电池，主要依靠锂离子在正极活性物质和负极活性物质之间的往返迁移来进行充电、放电，通常采用电解液作为锂离子传输的载体。在使用过程中，锂离子电池能够提供稳定的电压和电流，且使用过程绿色环保，而被广泛地应用于各类电子产品及电动车辆，占据电池领域的主流地位。

然而，现有锂离子电池难以同时兼顾高容量及高安全性能，因此不能满足人们对电池性能提出的越来越高的要求。

发明内容

本发明实施例提供一种负极极片、电芯、锂离子电池、电子产品及电动车辆，旨在使锂离子电池同时兼顾较高的容量性能及安全性能。

本发明实施例第一方面提供一种负极极片，其包括：负极集流体；负极活性物质层，设置于负极集流体，负极活性物质层中的负极活性物质包含硅基材料；无粘结剂的无机介电层，设置于负极活性物质层的远离负极集流体的一侧，无机介电层包括无机介电材料，无机介电层至少包括设置于负极活性物质层的表面的主体部，主体部具有沿自身厚度方向贯通设置的通道；锂金属层，设置于无机介电层的远离负极活性物质层的表面，其中，每2cm×2cm单位面积的负极极片中，锂金属层与无机介电层的重量比为2:1～200:1。

本发明实施例第二方面提供一种负极极片，其包括：负极集流体；负极活性物质层，设置于负极集流体，负极活性物质层中的负极活性物质包含硅基材料，至少部分负极活性物质中含有预嵌锂；无粘结剂的无机介电层，设置于负极活性物质层的远离负极集流体的一侧，无机介电层包括无机介电材料，无机介电层至少包括设置于负极活性物质层的表面的主体部，主体部具有沿自身厚度方向贯通设置的通道，其中，每 2cm×2cm单位面积的负极极片中，预嵌锂的重量与无机介电层的重量之比为2:1～ 200:1。

本发明实施例第三方面提供一种电芯，包括正极极片、负极极片及隔离膜，其中负极极片为根据本发明实施例第一方面和/或第二方面的负极极片。

本发明实施例第四方面提供一种电芯，包括正极极片、负极极片及隔离膜，其中负极极片为根据本发明实施例第一方面的负极极片；

每2cm×2cm单位面积的负极极片中，锂金属层与负极活性物质层的重量比为0.5％～5％；

单位面积负极容量C₁与单位面积正极容量C₂之比为1.2～2.1；

单位面积负极容量C₁、单位面积正极容量C₂与单位面积锂金属层容量C₃之间满足C₁/(C₂+C₃×K)≥1.05，其中K为锂金属层中金属锂的利用率。

本发明实施例第五方面提供一种锂离子电池，其包括电芯及电解液，其中电芯采用根据本发明实施例第三方面或第四方面的电芯。